电力传输设备、电力接收设备及其控制方法和程序与流程

1.本发明涉及进行无线电力传输的电力传输设备、电力接收设备及其控制方法和程序。


背景技术：

2.已知符合由无线电力联盟(wpc)开发的标准(wpc标准)的电力传输设备和电力接收设备，wpc是用于促进无线充电标准的组织。在用于通过根据专利文献1的电力传输设备来检测异物的方法中，在传输电力和接收电力之间的差(电力损耗)大于阈值的情况下，判断为在电力传输设备的电力传输范围内异物存在。
3.文献列表
4.专利文献
5.[专利文献1]日本特开2017-070074


技术实现要素：

[0006]
发明要解决的问题
[0007]
然而，使用电力损耗以检测异物会带来异物的错误检测的可能性。错误检测意味着尽管异物不存在，但判断为异物存在，以及尽管异物存在，但判断为异物不存在。然而，没有提到用于防止或减少异物的错误检测的可能性的方法。
[0008]
本发明提供了用于减少在电力传输范围内检测异物时的错误检测的发生的技术。
[0009]
用于解决问题的方案
[0010]
根据本发明的方面的电力传输设备具有以下配置。一种电力传输设备，用于将电力无线传输到电力接收设备，其特征在于，包括电力接收设备电力传输设备：
[0011]
获得部件，用于基于所述电力传输设备所传输的传输电力和所述电力接收设备所接收到的接收电力来获得电力损耗；
[0012]
设置部件，用于基于与所述电力接收设备设置的传输电力，设置用于判断异物是否存在的第一阈值，设置低于所述第一阈值的第二阈值，并且设置所述第一阈值和所述第二阈值，使得在传输电力被设置为大于第一电力的第二电力的情况下的所述第一阈值和所述第二阈值之间的差大于在传输电力被设置为所述第一电力的情况下所述第一阈值和所述第二阈值之间的差；以及
[0013]
判断部件，用于在所述电力损耗大于所述第一阈值的情况下判断为异物存在，在所述电力损耗小于所述第二阈值的情况下判断为异物不存在，以及在所述电力损耗在所述第一阈值和所述第二阈值之间的情况下判断为存在异物存在的可能性。
[0014]
发明的效果
[0015]
根据本发明，可以减少在电力传输范围内检测异物时的错误检测的发生。
[0016]
从以下结合附图进行的描述，本发明的其他特征和优点将会明显。注意，在整个附图中，相同的附图标记表示相同或相似的组件。
附图说明
[0017]
图1是示出电力传输设备和电力接收设备的示例配置的图。
[0018]
图2a是基于电力损耗的异物检测的概念图。
[0019]
图2b是示出最大电力大小与不确定量之间的关系的图。
[0020]
图3是电力传输设备和电力接收设备的序列图。
[0021]
图4a是与由电力传输设备设置的阈值有关的概念图。
[0022]
图4b是与由电力传输设备设置的阈值有关的概念图。
[0023]
图5a是用于描述电力传输设备的操作的流程图。
[0024]
图5b是用于描述电力传输设备的操作的流程图。
[0025]
图6a是用于描述电力接收设备的操作的流程图。
[0026]
图6b是用于描述电力接收设备的操作的流程图。
具体实施方式
[0027]
下文，将参考附图详细描述实施例。注意，以下实施例不意图限制所要求保护的发明的范围。在实施例中描述了多个特征，但是不限制为需要所有这些特征的发明，并且可以适当地组合多个这样的特征。此外，在附图中，相同的附图标记被赋予相同或类似的配置，并且省略了其冗余描述。
[0028]
电力传输设备和电力接收设备的配置的描述
[0029]
现在将使用图1描述电力传输设备和电力接收设备的配置。图1是示出根据实施例的电力传输设备100和电力接收设备120的示例配置的框图。电力传输设备100向电力接收设备120传输无线电力。电力传输单元102将由电源单元101供给的dc电压和dc电流转换为ac电压和ac电流，并将其输出到电力传输线圈103。电力传输单元102由开关电路构成。通信单元104将数据叠加在由电力传输单元102输出的dc电压和dc电流上，并与电力接收设备120进行数据通信。控制单元105包括一个或多于一个处理器，并且通过执行存储在存储器单元107中的程序来控制整个电力传输设备100。判断单元106进行与异物检测有关的各种类型的判断。注意，判断单元106可以由执行预定程序的控制单元105来实现，或者可以由专用硬件来执行。电力传输设备100可以是照相机、智能电话、平板pc、膝上型pc、车辆、机器人、医疗装置、打印机，或者可以是其内置组件。
[0030]
电力接收设备120从电力传输设备100接收无线电力。在电力接收设备120中，电压控制单元122将由电力接收线圈123接收到的ac电压和ac电流转换为dc电压和dc电流，并将其供给到充电电路121、通信单元124和控制单元125等。充电电路121对电池126充电。通信单元124通过解调从电力接收线圈123输入的电磁波来获得从电力传输设备100传输的信息，并且通过对电磁波进行负载调制而将信息叠加在电磁波上来与电力传输设备100进行数据通信。控制单元125包括一个或多于一个处理器，并且通过执行存储在存储器单元127中的程序来控制整个电力接收设备120。注意，由控制单元125执行的处理的部分或全部可以使用专用硬件来实现。
[0031]
电力传输设备100和电力接收设备120使用如上所述的用于控制电力的传输和接收的wpc标准来进行通信，其中，使用用于无线电力传输的相同天线(线圈)将信号叠加在传输电力上。此外，电力传输设备100和电力接收设备120可以使用与用于无线电力传输的天
线(线圈)不同的天线(线圈)来进行用于电力传输和接收控制的通信。使用与用于无线电力传输的天线(线圈)不同的天线(线圈)的通信的示例是符合蓝牙低功耗(注册商标)标准的通信方式。使用与用于无线电力传输的天线不同的天线的其他通信示例包括ieee 802.11标准系列无线lan(例如，wi-fi(注册商标))和zigbee(注册商标)。此外，使用与用于无线电力传输的天线(线圈)不同的天线(线圈)的通信可以使用诸如近场通信(nfc)和射频识别器(rfid)等的其他通信方式来进行。使用与用于无线电力传输的天线(线圈)不同的天线(线圈)的通信可以在与用于无线电力传输的频率不同的频率上进行。
[0032]
基于电力损耗的异物检测的描述
[0033]
现在将使用图2a描述用于基于电力损耗的异物检测的方法。在图2a中，在水平轴上表示电力传输设备100的传输电力，并且在垂直轴上表示电力接收设备120的接收电力。
[0034]
当由电力接收设备120接收的电力没有被供给到负载(例如，充电电路121或电池126)时，电力传输设备100接收来自电力接收设备120的接收电力值pr1(称为轻负载)。然后，电力传输设备100存储该时间的传输电力值pt1(点200)。此外，当由电力接收设备120接收的电力被供给到负载时，电力传输设备100接收来自电力接收设备120的接收电力值pr2(称为连接负载)。然后，电力传输设备100存储该时间的传输电力值pt2(点201)。
[0035]
电力传输设备100进行线性插值，并在点200和点201之间生成直线202。直线202表示在电力传输设备100和电力接收设备120附近异物不存在时的传输电力和接收电力之间的关系。电力传输设备100能够根据传输电力值和直线202来估计在异物不存在时的电力接收设备120的接收电力。
[0036]
电力传输设备100的异物检测的示例包括基于当异物不存在时的接收电力的估计值来检测异物的方法。具体地，在传输电力值为pt3的情况下，可以获得表示pt3的传输电力值的直线202上的点203，并且当异物不存在时的接收电力值可以被估计为pr3。这里，在该示例中，电力传输设备100从电力接收设备120接收与接收电力值pr3’相对应的值。电力传输设备100通过从与异物不存在时有关的估计接收电力值pr3减去从电力接收设备120实际接收到的接收电力值pr3’来计算值pr3-pr3’(称为电力损耗)。电力损耗被估计为异物所消耗的电力。因此，在计算出的电力损耗大于预定阈值的情况下，可以判断为异物存在。
[0037]
电力传输设备100的异物检测的另一示例包括基于当异物不存在时的传输电力的估计值检测异物的方法。具体地，在电力传输设备100从电力接收设备120接收到与接收电力值pr3’相对应的值的情况下，当异物不存在时的传输电力值可以根据直线202上的点204而被估计为pt3’。这里，在电力传输设备100的实际传输电力为pt3的情况下，电力传输设备100通过从实际传输电力值pt3减去与异物不存在时相关的估计传输电力值pt3’来计算值pt3-pt3’(电力损耗)。如上所述，电力损耗被估计为由异物消耗的电力。因此，在计算出的电力损耗大于预定阈值的情况下，可以判断为异物存在。这结束了对基于电力损耗的异物检测的描述。
[0038]
错误检测的描述
[0039]
接下来，将使用图4b来描述错误检测。图4b的垂直轴表示使用毫瓦(mw)作为单位的电力损耗的大小，其用于在上述的基于电力损耗的异物检测方法中判断异物是否存在。在wpc标准中，阈值(第一阈值)基于估计为电力接收设备120输出到负载(例如，电池126)的最大电力来定义。例如，在最大电力范围为从0w到5w的情况下，用于判断异物是否存在的阈
值是350mw(直线406)。换句话说，在电力损耗小于350mw(直线406之下)的情况下，电力传输设备100判断为异物不存在，并且在电力等于或大于350mw(直线406之上)的情况下，电力传输设备100判断为异物存在。此外，在最大电力范围为从5w到10w的情况下，用于判断异物是否存在的阈值是500mw(未示出)，并且在最大电力范围为从10w到15w的情况下，用于判断异物是否存在的阈值是750mw(直线401)。
[0040]
图4b中的箭头410和箭头411与表示与电力损耗相关联的不确定性的宽度相对应。不确定性意味着包括在检测值中的误差，诸如用于电力传输设备100和电力接收设备120计算传输电力和接收电力的电压和电流的检测误差、以及由叠加在电压和电流上的噪声导致的电力损耗等。箭头410和箭头411表示由于如下误差而引起的电力损耗计算结果的变化的范围，其中，该误差是由于叠加在电压和电流上的噪声或检测定时而导致的电力传输设备100的传输电力中的测量误差以及电力接收设备120的接收电力的电压和电流的检测误差。注意，变化是电力传输设备100的测量误差和电力接收设备120的检测误差之和。
[0041]
首先，我们将着眼于最大电力范围为从0w到5w的情况。在没有不确定性的实际电力损耗处于阈值(直线406)上并且异物实际存在的情况下，电力损耗的不确定性(箭头410)在表示实际电力损耗的直线406被设置为中点的状态下是高于和低于第一阈值(直线406)的范围。不确定性(箭头410)的下限小于第一阈值(直线406)。因此，即使异物实际存在，如果针对电力损耗检测到小于第一阈值(直线406)的值，则可能判断为异物不存在，导致错误检测。在没有不确定性的实际电力损耗正好处于第一阈值(直线406)下并且异物实际不存在的相反情况下，不确定性(箭头410)的上限大于第一阈值(直线406)。因此，即使异物实际不存在，如果针对电力损耗检测到大于第一阈值(直线406)的值，则可能判断为异物存在，导致错误检测。
[0042]
为了防止这样的错误检测，除了异物存在的判断(第一判断)和异物不存在的判断(第二判断)之外，还可以进行存在异物存在的可能性的判断(第三判断)。具体地，定义了比第一阈值(直线406)大了电力δc(箭头408的长度)的第二阈值(直线405)和比第一阈值(直线406)小了电力δd(箭头409)的第三阈值(直线407)。然后，在电力损耗大于第三阈值并且小于第二阈值的情况下(在直线405和直线407之间)，电力传输设备100判断为存在异物存在的可能性。此外，在电力损耗大于第二阈值(大于直线405)的情况下，电力传输设备100判断为异物存在，并且在电力损耗小于第三阈值(小于直线407)的情况下，电力传输设备100判断为异物不存在。这里，δc和δd的大小被设置为等于或大于不确定性的宽度(箭头410的长度)的一半，并且δc和δd的大小相同。
[0043]
在下面描述的示例中，没有不确定性的实际电力损耗处于第一阈值(直线406)和第二阈值(直线405)之间。实际电力损耗高于第一阈值(直线406)，因此异物实际存在。在该示例中，实际电力损耗在第一阈值(直线406)和第二阈值(直线405)之间，并且δc和δd的大小等于或大于不确定性(箭头410)的一半。因此，不确定性(箭头410)的下限总是大于第三阈值(直线407)并且总是小于第一阈值(直线406)。因为以这种方式不确定性的下限从不小于第三阈值，所以电力传输设备100防止当异物实际存在时判断为异物不存在的错误检测。这里，不确定性(箭头410)的上限可以大于第二阈值(直线405)。在这种情况下，电力传输设备100由于不确定性而判断为异物存在，并且这不是问题，因为这是正确的检测结果。
[0044]
在下面描述的示例中，没有不确定性的实际电力损耗处于第一阈值(直线406)和
第三阈值(直线407)之间。实际电力损耗低于第一阈值(直线406)，因此异物实际不存在。在该示例中，实际电力损耗在第一阈值(直线406)和第三阈值(直线407)之间，并且δd和δc的大小等于或大于不确定性(箭头410)的一半。因此，不确定性(箭头410)的上限总是小于第二阈值(直线405)并且总是大于第一阈值。因为以这种方式不确定性的上限从不会大于第二阈值，所以电力传输设备100防止当异物实际不存在时判断为异物存在的错误检测。这里，不确定性(箭头410)的下限可以小于第三阈值(直线405)。在这种情况下，电力传输设备100由于不确定性而判断为异物不存在，并且这不是问题，因为这是正确的检测结果。
[0045]
定义第三判断的情况下的问题
[0046]
接下来，我们将着眼于与进行存在异物存在的可能性的第三判断有关的问题。如上所述，在wpc标准中，基于电力接收设备的最大电力来设置第一阈值的大小。这里，无论在电力接收设备120的最大电力范围为从0到5w的情况下还是在电力接收设备120的最大电力范围为从10w到15w的情况下，第二阈值和第一阈值之间的差(δc)以及第三阈值和第一阈值之间的差(δd)被设置为相同。例如，我们将着眼于图4b中所示的示例，其中第二阈值(直线400)比第一阈值(直线401)大了电力δc(箭头403)并且第三阈值(直线402)比第一阈值(直线401)小了电力δd(箭头404)。这里，箭头403的尺寸和箭头408的尺寸(＝δc)相同，并且箭头404的尺寸和箭头409的尺寸(＝δd)相同。
[0047]
随着电力接收设备120的最大电力的增大，用于计算电力传输设备100的传输电力和电力接收设备120的接收电力的电压和电流的检测误差、以及叠加在电压和电流上的噪声等也增加。在电力接收设备120的最大电力范围为从10w到15w的情况下的不确定性由箭头411表示。由于该原因，箭头411的尺寸比箭头410大。在没有不确定性的实际电力损耗处于第一阈值(直线401)上并且异物实际存在的情况下，电力损耗的不确定性(箭头411)在表示实际电力损耗的直线401被设置为中点的状态下是高于和低于第一阈值(直线401)的范围。因为箭头411的尺寸比箭头410的尺寸大，所以不确定性(箭头411)的下限可以小于第三阈值(直线402)，并且上限可以大于第二阈值(直线400)。
[0048]
首先，我们将着眼于没有不确定性的实际电力损耗处于第一阈值(直线401)和第二阈值(直线400)之间的示例。实际电力损耗高于第一阈值(直线401)，因此异物实际存在。在该示例中，实际电力损耗在第一阈值(直线401)和第二阈值(直线400)之间，并且δc和δd的大小等于或小于在最大电力范围为从10到15w的情况下的不确定性(箭头411)的一半。因此，如图4b所示，不确定性(箭头411)的下限可以小于第三阈值(直线402)。这意味着，对于电力传输设备100，存在当异物实际存在时判断为异物不存在的可能性，即，存在发生错误检测的可能性。
[0049]
接下来，我们将着眼于没有不确定性的实际电力损耗处于第一阈值(直线401)和第三阈值(直线402)之间的示例。实际电力损耗低于第一阈值(直线401)，因此异物实际不存在。在该示例中，实际电力损耗在第一阈值(直线401)和第三阈值(直线402)之间，并且δd和δc的大小等于或小于不确定性(箭头411)的一半。因此，如图4b所示，不确定性(箭头411)的上限可以大于第二阈值(直线400)。这意味着，对于电力传输设备100，存在当异物实际不存在时判断为异物存在的可能性，即，存在发生错误检测的可能性。
[0050]
解决问题的配置
[0051]
现在将使用图4a描述用于解决上述问题的配置。本实施例的电力传输设备100基
于电力接收设备120的最大电力来设置第二阈值和第三阈值。具体地，在电力接收设备120的最大电力范围为从10w到15w的情况下，第二阈值(直线401)被定义为比第一阈值(直线401)大了电力δa(箭头403)。这里，δa的大小大于δc并且等于或大于不确定性(箭头411)的一半的大小。以类似的方式，第三阈值(直线402)被定义为比第一阈值(直线401)小了电力δb(箭头404)的值。这里，δb的大小大于δd并且等于或大于不确定性(箭头411)的一半的大小。
[0052]
接下来，我们将着眼于没有不确定性的实际电力损耗处于第一阈值(直线401)和第二阈值(直线400)之间的示例。在该情况下，实际电力损耗高于第一阈值(直线401)，因此异物实际存在。在该示例中，实际电力损耗在第一阈值(直线401)和第二阈值(直线400)之间，并且δb的大小等于或大于在最大电力范围为从10到15w的情况下的不确定性(箭头411)的一半。因此，如图4a所示，不确定性(箭头411)的下限从不小于第三阈值(直线402)。这意味着，对于电力传输设备100，不存在当异物实际存在时判断为异物不存在的可能性，即，可以防止错误检测。
[0053]
接下来，以类似的方式，我们将着眼于没有不确定性的实际电力损耗处于第一阈值(直线401)和第三阈值(直线402)之间的示例。实际电力损耗低于第一阈值(直线401)，因此异物实际不存在。因为δa的大小等于或大于不确定性(箭头411)的一半，因此如图4a所示，不确定性(箭头411)的上限从不大于第二阈值(直线400)。这意味着，对于电力传输设备100，不存在当异物实际不存在时判断为异物存在的可能性，即，可以防止错误检测。
[0054]
上述本实施例的电力传输设备100具有基于从传输电力和从电力接收设备120通知的接收电力导出的电力损耗的异物检测功能，以设置用于判断异物是否存在的第一阈值。此外，电力传输设备100设置电力损耗高于第一阈值的第二阈值和电力损耗低于第一阈值的第三阈值。在电力损耗大于第二阈值的情况下，电力传输设备100进行异物存在的第一判断，并且在电力损耗小于第三阈值的情况下，电力传输设备100进行异物不存在的第二判断。此外，在电力损耗在第二阈值和第三阈值之间的情况下，电力传输设备100进行存在异物存在的可能性的第三判断。这里，基于电力接收设备120的最大电力(或保证电力(guaranteed power(gp)))的大小来设置第二阈值和第三阈值。具体地，在最大电力高的情况下，与最大电力低的情况相比，第二阈值和第一阈值之间的差以及第三阈值和第二阈值之间的差被设置为增大。此外，在最大电力低的情况下，与最大电力高的情况相比，第二阈值和第一阈值之间的差以及第三阈值和第二阈值之间的差被设置为减小。利用该配置，电力传输设备100能够减少或防止异物的错误检测。
[0055]
序列描述
[0056]
图3是示出电力传输设备100和电力接收设备120的操作的示例的序列图。此外，图5a和图5b是示出电力传输设备100的操作的示例的流程图，并且图6a和图6b是示出电力接收设备120的操作的示例的流程图。现在将参照图3、图5a、图5b、图6a和图6b来描述根据本实施例的电力传输设备100和电力接收设备120的操作。
[0057]
电力传输设备100的控制单元105判断是否检测到电力接收设备(步骤s501)。在检测到电力接收设备的情况下(步骤s501中为是)，处理进行到步骤s502。在本实施例中，数字ping(digital ping)用于检测电力接收设备。当电力接收设备120的控制单元125响应于电力传输设备100的数字ping时，处理进行到步骤s602。
[0058]
现在将参考图3更详细地描述上述处理。当电力传输设备100被激活时，电力传输设备100经由电力传输线圈103间歇地传输模拟ping(analog ping)(300)。模拟ping是用于检测存在于电力传输线圈103附近的物体的非常小的电力信号。当电力传输设备100传输模拟ping时，电力传输设备100处于选择阶段状态。
[0059]
电力传输设备100检测电力传输线圈103的电压值或电流值中或谐振频率中的波动。在检测到的波动大于某一阈值的情况下，电力传输设备100判断为在电力传输线圈103附近存在物体，并且进行q因数测量(321)。q因数测量意味着测量电力传输线圈103的q因数。测量的q因数用于基于下面描述的q因数的异物检测。在q因数测量之后，电力传输设备100转换到ping阶段。
[0060]
在ping阶段中，电力传输设备100以比模拟ping更大的电力来传输数字ping(301)。数字ping的电力量足以至少激活位于电力传输线圈103附近的电力接收设备120的控制单元125。当电力接收设备120的控制单元125被经由电力接收线圈123接收的电力激活时，向电力传输设备100通知表示接收电压的大小的信号强度(302)。在通知之后，电力接收设备120转换到识别和配置阶段(下文中，称为i&c阶段)。当接收到信号强度时，电力传输设备100转换到i&c阶段。
[0061]
在i&c阶段中，电力接收设备120向电力传输设备100通知电力接收设备120的能力(步骤s602)。这里，本实施例的电力接收设备120发送表示能够理解存在异物存在的可能性的状态的通知。电力传输设备100经由通知获得电力接收设备120的能力(步骤s502)。
[0062]
现在将使用图3(303至305)更详细地描述上述处理(步骤s502和s602)。电力接收设备120向电力传输设备100传输id包(303)和配置包(configurationpacket)(304)，id包(303)包括表示电力接收设备120的制造商的制造商码或装置识别信息，配置包(304)包括电力接收设备120符合的标准版本等。电力接收设备的最大电力存储在配置包中。此外，在配置包中存储fop，该fop是表示是否可以理解电力传输设备100的上述的是否存在异物存在的可能性的判断的信息。fop代表异物存在可能性位。fop为1的情况表示可以理解存在异物存在的可能性的判断，否则(fop为0的情况)意味着不能理解。
[0063]
电力传输设备100接收由电力接收设备120传输的配置包。在电力接收设备120兼容的标准版本是(例如)版本1.2.2或更高的情况下，电力传输设备100向电力接收设备120传输表示允许了包括在配置包中的信息的ack(305)。然后，电力传输设备100转换到协商阶段。以类似的方式，当电力接收设备120接收到ack时(305)，电力接收设备120转换到协商阶段。
[0064]
在协商阶段，电力传输设备100和电力接收设备120关于表示电力接收设备120肯定能够接收的电力的大小的保证电力(下文中称为gp)和电力接收设备120的最大的电力(最大电力(maximum power))进行协商。然后，在电力传输设备100和电力接收设备120之间确定gp和最大电力(步骤s503和s603)。现在将使用图3(306至311)更详细地描述该处理。
[0065]
电力接收设备120向电力传输设备100传输用于请求gp和最大电力的特定请求(下文中称为srq)。例如，存储用于请求gp的值的srq包(srq(gp)包)以及/或者存储用于请求最大电力的值的srq包(srq(最大电力)包)被传输到电力传输设备100(306)。
[0066]
电力传输设备100准许或拒绝包括在srq(gp)包和srq(最大电力)包中的请求。在请求被准许的情况下，电力传输设备100向电力接收设备120传输指示这一点的ack包
(307)。当确定了gp和最大电力时，电力传输设备100存储电力传送合约(power transfer contract)，该电力传送合约描述与要传送到电力接收设备120的电力有关的合约。
[0067]
当接收到ack包(307)时，电力接收设备120基于q因数向电力传输设备100传输与异物检测功能有关的信息。具体地，在电力接收设备120被放置在由wpc标准定义的电力传输设备100上的情况下的电力传输设备100的电力传输线圈103的q因数被存储在fod(异物检测)状态包(下文中称为fod)中，并且被传输到电力传输设备100(308)。
[0068]
当接收到fod包时，电力传输设备100基于在q因数测量(321)中测量的q因数和包括在fod包中的q_report来判断在将会影响传输电力的区域中异物是否存在。这里，假设向电力接收设备传输表示电力传输设备100已经判断为异物不存在的ack(309)。当接收到ack时，电力接收设备120向电力传输设备100传输表示srq中的协商阶段结束的结束协商包(srq(en))(310)。响应于srq(en)，电力传输设备100向电力接收设备120传输ack(311)，并且结束协商阶段。
[0069]
电力传输设备100的控制单元105确认从电力接收设备120接收到的配置包中存储的fop位(步骤s504)。换句话说，控制单元105确认电力接收设备120是否具有接收存在异物存在的可能性的判断结果的能力。在fop位为1的情况下(步骤s504中为是)，电力接收设备被确认为具有该能力，并且控制单元105使用图4a如上所述在判断单元106中设置第一阈值、第二阈值和第三阈值(步骤s505)。换句话说，控制单元105基于与电力接收设备120设置的电力传输的电力(例如，最大电力)来在判断单元106中设置用于判断异物是否存在的第一阈值。此外，控制单元105在判断单元106中设置大于第一阈值的第二阈值和小于第一阈值的第三阈值。这里，随着所设置的传输电力增加，第一阈值的值也增加。此外，随着所设置的传输电力增加，第二阈值和第三阈值之间的差(不确定性的大小)也增加。例如，在与电力接收设备设置的传输电力是大于第一电力的第二电力的情况下，第二阈值和第三阈值之间的差被设置为大于在传输电力是第一电力的情况下的第二阈值和第三阈值之间的差。第二阈值和第三阈值之间的差可以根据设置的传输电力以线性方式改变，或者可以递增地改变。使用第二阈值和第三阈值，在基于电力损耗的异物检测中，可以进行存在异物存在的可能性的判断。
[0070]
另一方面，在fop位为0的情况下(步骤s504中为否)，控制单元105仅设置第一阈值，并且不设置第二阈值和第三阈值(步骤s506)。因此，在不能确认电力接收设备120具有接收存在异物存在的可能性的判断结果的能力的情况下，不进行存在异物存在的可能性的判断。这里，fop位为1，并且电力传输设备100设置第二阈值和第三阈值(322)。
[0071]
注意，如上所述，基于在步骤s503中确定的最大电力来设置第一阈值，并且根据基于最大电力确定的不确定性的大小来设置第二阈值和第三阈值。如图2b所示，不确定性的大小与最大电力成比例增加。电力传输设备100将图2b的表存储在存储器单元107中，并且控制单元105根据在步骤s503中确定的最大电力和从图2b的表获得的不确定性的大小来设置第二阈值和第三阈值。然后，电力传输设备100开始电力传输(步骤s507)，并且电力接收设备开始电力接收(步骤s604)。
[0072]
电力传输设备100和电力接收设备120执行与基于电力损耗的异物检测功能有关的校准处理。在校准中，电力接收设备120的控制单元125向电力传输设备100通知没有负载的接收电力和用于向负载供电的调整后的接收电力(步骤s605)。电力传输设备100的控制
单元105确定传输电力和接收电力之间的关系(使用图2a描述的直线202)(步骤s508)。接下来，将使用图3(312至316)描述具体处理。
[0073]
电力接收设备120将电压控制单元122的输出未被供给到负载(充电电路121和电池126等)的状态(模式1)下的接收电力作为接收电力包(receivedpower packet)(模式1)(下文中称为rpp(1))传输到电力传输设备100(312)。此时的接收电力值被定义为pr1。当接收到rpp(1)时，电力传输设备100测量电力传输设备100内部的传输电力。此时的传输电力被定义为pt1。在将ack传输到电力接收设备120之后(313)，电力传输设备100将传输电力为pt1并且接收电力为pr1的点200(图2a)存储在电力传输设备100的存储器单元107中。
[0074]
当接收到ack时，电力接收设备120将电压控制单元122的输出供给到负载(充电电路121和电池126等)。这里，电力接收设备120向电力传输设备100传输用于请求增加传输电力的控制误差包(control error packet)以向负载供电(314)。在本实施例中，在控制误差包表示传输电力增加的情况下，表现ce( )，在控制误差包表示维持传输电力的情况下，表现ce(0)，并且在控制误差包表示传输电力减小的情况下，表现ce(-)。
[0075]
在用于向负载供电的ce被传输到电力传输设备100之后，电力接收设备120将接收电力传输到电力传输设备100(315)。具体地，电力接收设备120将处于模式2的接收电力作为接收电力包(模式2)(下文中，称为rpp(2))传输到电力传输设备100，模式2表示电压控制单元122的输出被供给到负载(充电电路121和电池126等)的状态并且表示校准处理正在进行中。此时的接收电力值被定义为pr2。
[0076]
电力传输设备100测量当接收到rpp(2)时的电力传输设备100内部的传输电力。此时的传输电力被定义为pt2。在将ack传输到电力接收设备120之后(316)，电力传输设备100将传输电力为pt2且接收电力为pr2的点201存储在电力传输设备100内部的存储器单元107中。然后，电力传输设备100计算连接点200和点201的线(直线202)。当接收到响应于rpp(2)的ack时(316)，电力接收设备120结束校准处理。
[0077]
当校准处理结束时，电力接收设备120的控制单元125根据负载来进行电力调整，并将接收电力通知给电力传输设备100(步骤s606)。电力传输设备100的控制单元105使用从电力接收设备120接收到的接收电力值p来计算电力损耗l(步骤s509)。
[0078]
这将使用图3来详细描述。在校准结束后，电力接收设备120定期地传输cep，cep是用于根据负载的功耗的波动来调整电力的包(317)。另外，电力接收设备120向电力传输设备100定期地传输rpp(318)。这里传输的rrp是rpp(0)，rpp(0)表示在模式0下的接收电力值p，模式0表示电力接收设备120正在向负载(充电电路121和电池126等)供给电压控制单元122的输出并且校准处理不在进行中。
[0079]
接下来，电力传输设备100的判断单元106使用经由rpp(0)接收到的接收电力值p，利用使用图2a和图4a描述的方法来基于电力损耗l进行异物检测。该处理根据fop位是否为1而不同。在fop位为1的情况下(步骤s510中为是)，设置第二阈值和第三阈值，并且控制单元105将通过将接收电力值p与第二阈值和第三阈值进行比较而获得的异物检测结果通知给电力接收设备120(步骤s511)。
[0080]
例如，电力损耗l在第二阈值和第三阈值之间(在直线400和直线402之间或在直线405和直线407之间)(第二阈值》l≥第三阈值)。在该情况下，判断单元106判断为存在异物存在的可能性，并且向电力接收设备120传输表示这一点的包(319)。例如，关注包
(attention packet)用于表示存在异物存在的可能性。在本实施例中，该包被定义为关注(异物存在可能性)包(atn(fop))。注意，在电力损耗l等于或大于第二阈值(l≥第二阈值)的情况下，判断单元106判断为异物存在，并且电力传输设备100向电力接收设备120传输表示判断为异物存在的nak包。此外，在电力损耗小于第三阈值(l《第三阈值)的情况下，判断单元106判断为异物不存在，并且向电力接收设备120传输表示判断为异物不存在的ack包。
[0081]
注意，在不能确认为电力接收设备120具有接收存在异物存在的可能性的判断结果的能力的情况下，不进行使用第二阈值和第三阈值的异物检测的判断。换句话说，在步骤s502中获得的fop位不是1的情况下(步骤s510中为否)，电力传输设备100的判断单元106通过比较第一阈值和电力损耗l来检测异物(步骤s512)。在电力损耗l等于或大于第一阈值的情况下，判断单元106判断为异物存在，并向电力接收设备120通知nak包。另一方面，在电力损耗l小于第一阈值的情况下，判断为异物不存在，并且向电力接收设备120通知ack包。
[0082]
电力接收设备120根据对接收电力值p的通知的响应是ack、nak还是atn(fop)来分支处理(步骤s607)。当接收到atn(fop)包时，电力接收设备120限制接收电力(步骤s608、323)。限制接收电力的方法的示例包括：电力接收设备120传输用于请求电力传输设备100停止电力传输的结束电力传送包；与电力传输设备100协商以降低保证电力；以及仅仅减少接收电力等。
[0083]
在电力接收设备120接收到ack包而不是atn(fop)包的情况下，继续电力接收直到充电完成为止(步骤s609中为否)，并且传输后续的rpp(0)包或cep(0)包。另外，在接收到nak包的情况下(步骤s607)或充电完成的情况下(步骤s609中为是)，电力接收设备120向电力传输设备100传输用于请求电力传输设备100停止电力传输的结束电力传送包(步骤s610)。
[0084]
如上所述，由于电力传输设备100被配置为向电力接收设备120传输表示存在异物存在的可能性的包，因此电力接收设备120可以限制接收电力并防止由于传输电力等导致的异物中的热积累。
[0085]
如上所述，根据上述实施例，基于电力损耗的异物检测方法解决了当异物不存在时判断为异物存在或者当异物存在时判断为异物不存在的错误检测问题。
[0086]
其他实施例
[0087]
在上述实施例中，关于图4a中的不确定性，δa(箭头403)＝δb(箭头404)并且δc(箭头408)＝δd(箭头409)。然而，δa≠δb和δc≠δd可以成立。例如，通过使δa(箭头403)和δc(箭头408)分别大于δb(箭头404)和δd(箭头409)，在判断为异物存在的情况下限制电力传输(停止或减少电力传输)的电力传输设备具有以下效果。例如，在电力传输设备100和电力接收设备120两者都具有高耐热性的情况下，可以增加作为用于判断为异物存在的电力损耗的阈值的第二阈值(直线400、直线405)的值。该示例具有这样的效果：即使在异物由于传输电力而积累热的情况下，也允许传输和接收与耐热性低的示例相比更大量的电力。
[0088]
另外，相反地，通过使δa(箭头403)和δc(箭头408)分别小于δb(箭头404)和δd(箭头409)，在判断为异物存在的情况下限制电力传输(停止或减少电力传输)的电力传输设备具有以下效果。例如，在电力传输设备100或电力接收设备120对异物中的热积累敏感的情况下，可以降低作为用于判断为异物存在的电力损耗的阈值的第二阈值(直线400、直
线405)的值。这导致当由于传输电力而在异物中存在热积累时，在与耐热性高的示例相比较小量的热积累处停止电力传输和接收。
[0089]
此外，在上述实施例中，设置了第二阈值和第三阈值这两者。然而，在另一实施例中，可以设置第二阈值或第三阈值。此外，在上述实施例中，基于电力接收设备120的最大的电力(最大电力)来确定第二阈值和第一阈值之间以及第三阈值和第二阈值之间的裕度(margin)，即，距离。然而，并不旨在进行这样的限制。例如，可以基于保证电力的大小来设置裕度，并且效果类似于上述实施例的效果。
[0090]
此外，可以基于存储在由电力接收设备120相继传输的rpp(0)中的接收电力来设置上述裕度。在电力接收设备120为电池126充电期间，最大电力和保证电力是固定的。然而，存储在接收电力包(模式0)中的接收电力每次都改变。通过电力传输设备100基于存储在接收电力包(模式0)中的当前接收电力来设置上述第一阈值至第三阈值，可以实现允许根据当时正在传输或接收的电力以灵活方式设置第二阈值和第三阈值的效果。
[0091]
此外，电力传输设备和电力接收设备兼容的无线电力传输方式不限于在wpc标准中定义的方式，并且可以使用其他方式，诸如其他电磁感应方式、磁场谐振方式、电场谐振方式、微波方式和激光等。
[0092]
注意，电力传输设备100和电力接收设备的处理可以通过执行程序的计算机来实现。然而，处理的一项或多于一项可以经由硬件实现。在通过硬件实现处理的情况下，例如使用预定编译器，可以通过根据用于实现步骤的程序在fpga上自动生成专用电路来实现处理。fpga代表现场可编程门阵列。此外，类似于fpga，可以形成门阵列电路并将门阵列电路实现为硬件。
[0093]
本发明可以通过以下处理来实现：经由网络或存储介质向系统或设备供给用于实现上述实施例的一个或多于一个功能的程序，并使系统或设备的计算机中的一个或多于一个处理器读出并执行该程序。本发明还可以通过用于实现一个或多于一个功能的电路(例如，asic)来实现。
[0094]
本发明不限于上述实施例，并且可以在本发明的精神和范围内进行各种改变和修改。因此，为了向公众通报本发明的范围，提出所附权利要求。
[0095]
本技术要求2019年12月10日提交的日本专利申请2019-223005的优先权，该申请通过引用结合于此。